研究:菌式穿孔20crnimo圓鋼

  采用掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀等相關(guān)技術(shù)手段，研究分析出用該貫通式保護(hù)氣氛爐退火后的鋼管表面發(fā)紅發(fā)藍(lán)為氧化現(xiàn)象，發(fā)紅表面成分為Fe2O3發(fā)藍(lán)的表面成分為Fe3O4并通過金相顯微鏡觀測退火前后20crnimo圓鋼內(nèi)外壁的脫碳層深度，判斷氧化、20crnimo圓鋼脫碳是上述設(shè)備光亮退火過程中產(chǎn)生的隨后通過對上述貫通式保護(hù)氣氛爐的結(jié)構(gòu)、加熱及冷卻方式等進(jìn)行研究分析以及對氮基保護(hù)氣氛技術(shù)參數(shù)檢測分析，確定氧化脫碳的原因主要是該退火爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理使得空氣進(jìn)入爐內(nèi)，造成氧化。其次是氮基保護(hù)氣氛中氫氣含量不合理造成脫碳。研究認(rèn)為:1退火爐為貫通式結(jié)構(gòu)，當(dāng)鋼管從爐門進(jìn)入爐內(nèi)時(shí)，通常爐內(nèi)氣壓為正壓。由于爐門沒有密封，一旦爐內(nèi)氣氛為負(fù)壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)向爐外吸氣現(xiàn)象，外界空氣進(jìn)入爐內(nèi)提高氧氣的含量，從而造成氧化。2退火爐內(nèi)的氣壓未進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)爐內(nèi)為負(fù)壓時(shí)，外界空氣進(jìn)入爐內(nèi)造成氧化和脫碳;而爐內(nèi)壓力過高又會(huì)造成資源浪費(fèi)。通過測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)20crnimo圓鋼退火爐的輸氣泵從加熱段向冷卻段輸氣時(shí)，加熱段在瞬時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓。

3氮基保護(hù)氣氛的氫氣含量需要進(jìn)一步試驗(yàn)調(diào)整，使光亮退火的脫碳程度降到最低。為了防止貫通式保護(hù)氣氛爐退火產(chǎn)生氧化脫碳，對其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì):1為了防止外界空氣中的氧氣進(jìn)入退火爐，避免爐內(nèi)含氫氣的氮基氣氛逸出，通過模擬仿真燒嘴噴出火焰的尺寸，入、出口的爐門處設(shè)計(jì)安裝了兩道火簾。2為了保證爐壓處于正常范圍（2.25±0.50KPa內(nèi)，安裝爐內(nèi)氣壓檢測及報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)氣壓實(shí)時(shí)監(jiān)控。試驗(yàn)證明，通過上述改進(jìn)設(shè)計(jì)解決了20crnimo圓鋼退火過程中的氧化問題，但是仍存在一定程度的脫碳層。經(jīng)過分析計(jì)算得到爐內(nèi)氧氣含量，并通過調(diào)整氮基保護(hù)氣氛中氫氣含量，進(jìn)行光亮退火試驗(yàn)。結(jié)果表明氫氣含量在3％～4％范圍內(nèi)，能夠保證光亮退火過程中不會(huì)進(jìn)一步脫碳。南昌不銹鋼管通過改進(jìn)后的貫通式保護(hù)氣氛爐，對20Mn2鋼、45鋼和35CrMo鋼等鋼管進(jìn)行多次光亮退火試驗(yàn)，全面解決了鋼管退火氧化、脫碳和顏色變化的質(zhì)量問題。觀測鋼管內(nèi)、外壁脫碳情況表明:35CrMo20crnimo圓鋼平均脫碳層深度均由0.20mm減少到0.05mm20Mn220crnimo圓鋼平均脫碳層深度均由0.15mm減少到0.08mm45鋼20crnimo圓鋼平均脫碳層深度均由0.15mm減少到0.08mm滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的≤0.10mm而且鋼管表面由發(fā)藍(lán)發(fā)紅的狀態(tài)變?yōu)殂y白色的光亮狀態(tài)。27SiMn液壓支架管用于制作煤礦開采用的液壓支架、汽車起重機(jī)的液壓缸、柱塞等重要20crnimo圓鋼,本文從以下方面進(jìn)行了研究:首先。本文以某廠Φ100A ssel軋管機(jī)組配套的菌式穿孔機(jī)為研究對象,采用Simufact非線性有限元軟件,依托Assel軋管機(jī)組的軋制工藝,研究穿孔、軋管的變形規(guī)律,探索軋制27SiMn1141020crnimo圓鋼的可行性,為優(yōu)化Assel軋制工藝奠定理論基礎(chǔ)。建立了20crnimo圓鋼菌式穿孔過程的三維有限元模型,模擬研究了軋件穿孔過程的變化規(guī)律,采用熱模擬機(jī)Gleeble-1500D熱模擬機(jī),測定27SiMn鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線,模擬計(jì)算結(jié)果表明:送進(jìn)角采用10°時(shí),管坯在軋輥和導(dǎo)板組成的孔腔內(nèi)金屬流動(dòng)具有螺旋前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,且管坯的出口速度約為710.373mm/s;管坯外表面等效應(yīng)力最大處發(fā)生在管坯與軋輥接觸區(qū)以及與導(dǎo)板接觸區(qū),其值為103.676MPa,內(nèi)表面上最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在管坯與頂頭尖部接觸區(qū),其值為102.3MPa;隨著送進(jìn)角9°、10°、11°的變化,軋制力、頂頭軸向力以及導(dǎo)板側(cè)壓力都增大;而隨著送進(jìn)角的增大,壁厚偏差、外徑偏差也增大,但外徑橢圓度隨著送進(jìn)角增大而減小。